鉛冶煉全自動化運輸線機組的研制

彭 俊

（江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

鉛冶煉全自動化運輸線機組的研制

彭 俊

（江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

介紹一套自主研發的鉛冶煉全自動化運輸線機組，重點闡述該運輸線機組電氣控制系統設計思路及特點。該機組結合了九江鉛鋅冶煉廠鉛系統生產實際情況和工藝要求，全自動化的高效工作和運行模式，大大降低了人力，物力的投入，多種模式和便捷的應用加上穩定的運行，更節約了維修時間和成本。

設備國產化；自動化；無線通訊技術；PLC；變頻器

1 引言

九江鉛鋅冶煉廠鉛系統運輸線機組是由冶金化工工程有限公司自主研發、設計、制造的一套適用于各種行業流水線生產作業的運輸線機組。該機組是在對比傳統鉛生產工藝的基礎上，遵循循環經濟的科學生產設計理念，結合九江鉛鋅冶煉廠鉛系統生產實際情況和工藝要求，通過一年的時間設計完成并投入生產。整套機組研制基于一體化系統設計，全自動化控制邏輯，高效節能的運行模式，采用PLC控制，易于維護和擴展；電機采用變頻調速控制，節能高效，大大提高了機組的可靠性和穩定性；全中文式人機對話系統，使操作變得直觀而簡單。該系統包括完備的報警信息系統，使機組的故障處理變得簡單、高效而快速，同時根據用戶需求，完善了機組功能模式，能夠輕松便捷的應對各種突發事故。

2 運輸線組成及工藝流程簡介

鉛鋅冶煉廠鉛系統產品有鉛陽極、析出鉛板、鉛殘極板等，都分別存放在分散獨立的區域，因此設計的鉛系統運輸線機組由陽極板轉運小車，析出鉛運輸線機組、殘極板轉運小車、殘極板運輸線機組幾部分組成。

鉛系統運輸線機組輸送流程如下：

圖1 鉛系統運輸線機組輸送流程圖

鉛陽極板通過陽極轉輸小車，運送至鉛電解區域，電解后的析出鉛通過洗滌機組后進入析出鉛運輸線，由析出鉛運輸線運送至電鉛鍋區域，進行最后的鉛錠澆鑄。電解后的鉛殘極通過殘極板轉運小車運送至殘極運輸機組，由殘極機組將殘極板運輸至電鉛鍋，完成一次生產周期，而電鉛鍋融化之后的鉛水再由立模機組澆鑄成陽極板，從而實現循環生產。

3 電氣控制系統設計

鉛冶煉運輸線機組自動化控制系統結構見圖2，機組控制核心采用PLC（歐姆龍CS1G-CPU63H系列）控制，以太網模塊（歐姆龍CS1W-ETN21-V1系列）搭載完全自主設計、研發的全中文人機對話系統（歐姆龍NS12-TS01B-V2系列觸摸屏），總線模塊（歐姆龍CS1W-DRM21-V1系列）搭載遠程I/O模塊［1］，采用Devicenet網絡通訊平臺輕松實現遠端過程控制。

圖2 控制系統結構圖

圖3 鉛運輸線機組線體總況圖

鉛冶煉運輸線機組采用電機傳動方式，變頻器采用ABB PowerFlex 750系列，使整個機組的運行更加平穩，定位更加精準，輕松實現無極變速，大大加強了整個機組運行的靈活性［4］。

設計特點如下：

（1）機組采用Devicenet網絡通訊平臺，是一種簡單、廉價而且高效的網絡解決方案［6］。Devicenet是一個開放式的網絡標準，Devicenet協議可通過同一網絡，在處理數據交換的同時對Devicenet設備進行配置和參數設置，是復雜的系統試運行和維護變得比較簡單［2］。

（2）運載小車采用低壓36V三相導電軌取電，確保操作安全。小車側部安裝三相集電器，通過集電器把36V的電壓通過小車上的升壓變壓器轉換為380V，為小車提供動力和控制電源。

運載小車采用無線通訊技術，輕松實現運載小車的無線遙控和PLC的遠端過程控制，真正實現小車和控制柜的完全“分離”，在技術上是一種突破和進步［1］。使用無線通訊大大簡化了施工硬接線的敷設，減少了故障點。運載小車的行走和提升電機均采用變頻控制，小車運行平穩，定位精準，同時小車還配備了3色指示燈和報警器，使運行更為安全，設備的報警系統完備，安全系數高。

（3）鉛系統運輸線屬于重載性機組，要求在較小的啟動電流中獲得較大的啟動轉矩，所以運輸線采用變頻控制［5］。變頻器可以啟動重載負荷，起動電流小、起動平穩、對設備沖擊小，同時機組也更加節能，可降低生產成本，通過和PLC相連，得到運行狀態指令，輕松實現電機的啟動，停止及調速等功能，使控制變得更方便，控制系統更簡單［3］。

圖4 鉛運輸線機組區域狀態界面

（4）殘極運輸線機組負責運送鉛殘極板至電鉛鍋進行回爐融化，機組同樣在PLC程序設計方面，采用功能能塊程序化處理，殘極運輸線機組頂升系統采用氣動方式，不僅可以滿足生產的需要，同時也減少了建立液壓站的費用，對環境沒有污染，作業環境好。

表1 幾種國內常見運行方式對比一覽表

（5）為了方便操作，自主研發了全中文觸摸屏人機對話系統（見圖3、 圖4），根據生產和用戶的需求，對機組設計了全開式機組狀態顯示功能，在人機對話系統界面上能全面顯示出機組的狀態，操作人員可輕松、準確的掌控機組當前的運行狀況，同時機組具有準確的計數功能，能準確計算和顯示出運輸線上鉛跺的數量和全天的鉛跺入鍋數量。

在人機對話系統中，設計添加了詳盡的報警信息指示，當機組出現故障時，在人機對話系統中能快速找出故障原因，便于故障的處理和及時的恢復。

4 經濟效益和社會效益

鉛冶煉運輸線機組設備的國產化，全自動化的高效工作模式和運行模式，大大降低了人力，物力的投入。機組多種模式和便捷的應用以及穩定的運行，更節約了維修時間和成本。機組的設計的優化，以帶減速機的變頻電機驅動帶滑輪的拖鏈傳動方式代替傳統的叉車或小火車運輸鉛跺/鉛板，大大降低了運行費用，節省了能源，減少了廢氣量的排放（見表1）。

5 結束語

國產化設備可以更有效的貼合工廠生產的實際需要，從性能和適用性上都更加優于進口設備，并且大大的降低設備投入成本。這套鉛系統運輸線自投產以來，運行穩定、故障率低于鉛系統的其他進口設備，在鉛冶煉行業具有很好的推廣價值，在同類行業中具有很大的應用價值。

［1］歐姆龍自動化（中國）有限公司. 歐姆龍工業自動化產品選型指南[J]. 2010:377,405.

［2］王仁祥, 王小曼. 現代可編程序控制器網絡通信技術[M]. 北京:中國電力出版社, 2006:125-130.

［3］張燕賓. 變頻調速460問[M]. 北京:機械工業出版社, 2007:349-350.

［4］羅克韋爾自動化有限公司. PowerFle750系列交流變頻器用戶手冊[J]. 2011:1-23

［5］吳浩烈. 電機及電力拖動基礎[M]. 重慶:重慶大學出版社, 2003:169-170.

［6］邱松偉. 可編程控制器網絡通信及應用[M]. 北京:清華大學出版社, 2000:3-5.

Manufacture of Automatic Transportation Lines of Lead Smelting

PENG Jun
（Guixi Smelter of Jiangxi Copper Corporation, Guixi 335424, Jiangxi, China）

In this article, a series of automatic transportation lines to the lead smelting with independent research and development is introduced, the design proposal of electric control system and characteristic are elaborated. Combined with the actual production and process requirements of Lead production line in Jiujiang lead and zinc smelter, the automatic transportation line with which fully automatic efficient working and operating mode, highly reduces the labor and Resources. A variety of patterns and convenient application as well as reliable operation even more saves service time and costs.

localization of equipment；automation；wireless communication technology；programmable logic controllers；frequency transformer

TF812

A

1009-3842（2015）05-0072-04

2015-08-10

彭俊（1982-），男，四川內江人，本科，主要從事電氣檢修工作。E-mail:174451607@qq.com